ivdon3@bk.ru
Разработана технологическая схема производства биостойких материалов на основе модифицированных моноэтанолами(N→B)-тригидроксиборатом (МЭАТГБ) стеблей борщевика Сосновского и полиуретанового связующего. Эта технологическая схема отличается от традиционной, тем, что включает в себя процесс модификации растительного сырья для обеспечения его биостойкости. В работе представлены результаты определения теплофизических свойств полученных теплоизоляционных плит, а также результаты оценки их биостойкости. Полученные результаты соответствуют действующим требованиям к теплоизоляционным материалам. В работе проанализированы основные этапы и процессы, необходимые для создания качественного и экологически чистого продукта. Рассмотрены основные виды растительного сырья, используемые в производстве теплоизоляционных материалов, а также рассмотрены особенности технологических процессов, связанных с его переработкой и формированием. Помимо этого, представлены преимущества использования растительных материалов в производстве теплоизоляционных материалов с точки зрения экологии.
Ключевые слова: технологическая схема, биостойкие композиты, борщевик Сосновского, модификация, биостойкость, моноэтанолами(N-B)-тригидроксиборат, теплоизоляционный материал
В последние десятилетия осознание экологического, социального и экономического кризиса, как на национальном, так и на международном уровне, побудило исследователей к разработке новых, недорогих композитов, которые являются более экологичными и безопасными для человека, с использованием растительных материалов в качестве армирующих элементов. По сравнению с обычными синтетическими армирующими материалами, лигноцеллюлозные волокна имеют много преимуществ. Помимо того, что растительные волокна являются возобновляемыми, недорогими, широкодоступными и безвредными для здоровья, они обладают относительно высокими удельными механическими свойствами в сочетании с низкой плотностью. Однако существует проблема с биостоикостью растительного сырья, используемого при производстве композитных материалов, и для ее решения было решено предварительно модифицировать растительное сырье с помощью модификатора моноэтаноламин(N-B)тригидроксибората. Для того чтобы выяснить влияние модификатора на растительное сырье, был определен химический состав растительного сырья до и после модификации. Определение содержания целлюлозы проводилось азотно-спиртовым методом по Кюршнеру и Хофферу; количество гемицеллюлоз анализировалось путем обработки 2% соляной кислотой с последующим осаждением фурфурала, полученного бромисто-броматным методом; содержание лигнина определялось методом Класона с использованием 72% серной кислоты; и, наконец, определялось содержание экстрактивных веществ, растворимых в органических растворителях. Следует отметить, что по сравнению с компонентным составом необработанного растительного сырья, происходит изменение, и это изменение заметно по количеству лигнина после модификации сырья и после экстракции, что дает снижение почти в 2,75 раза. Это связано с образованием слабых эфиров под действием модификатора и, что самое поразительное, сильным увеличением количества гемицеллюлозы, способствующим деполимеризации макромолекул целлюлозы под действием используемого щелочного модификатора. Все это позволяет утверждать, что модификация измельченных стеблей борщевика Сосновского моноэтаноламином(N→B)-тригидроксиборатом изменяет состав компонентов лигноуглеводного комплекса субстрата в направлении снижения степени полимеризации и образования сложных эфиров.
Ключевые слова: компонентный состав, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, экстрактивные вещества, растительное сырьё, лигно-углеводный комплекс